30 April 2015

PHILIPP VON LENARD, PENERIMA NOBEL FISIKA 1905 ATAS PENGKAJIANNYA TENTANG SINAR KATODE

Ads by Google

Philipp Von Lenard penerima nobel fisika 1905
Philipp Von Lenard dilahirkan di Pozsony (Pressburg, sekarang bernama Bratislava, yang terletak di Slowakia), Austria-Hongaria pada tanggal 7 Juni 1862. Keluarganya berasal dari Tyrol. Lenard mempelajari fisika berturut-turut mulai dari Budapest, Vienna, Berlin dan Heidelberg di bawah bimbingan sejumlah dedengkot fisikawan sekelas Bunsen, Helmholtz, Koningsberger, dan Quincke. Pada tahun 1886 Von Lenard meraih gelar Ph.D di Heidelberg.

Sejak tahun 1892 Von Lenard bekerja sebagai seorang privatdosen dan asisten dari Profesor Hertz di University of Bonn. Pada tahun 1894 Lenard ditunjuk menjadi profesor luar biasa di University of Breslau. Pada tahun 1895 Lenard kemudian menjadi profesor fisika di Aix-la-Chapelle serta pada tahun 1896 menjadi profesor fisika teoritis di University of Heidelberg. Pada tahun 1898 dia diminta menjadi profesor luar biasa di University of Kiel.

Hasil kerja Lenard awalnya pada bidang mekanika, yaitu ketika dia memublikasikan sebuah makalah tentang osilasi tetesan-tetesan air yang mengendap dan masalah-masalah yang berkaitan dengan hal tersebut. Bahkan pada tahun 1894 Von Lenard memublikasikan tulisan berjudul Principles of Mechanics tanpa menyertakan Hertz.





Tak lama kemudian, Lenard tertarik pada fenomena fosforesens dan luminasi. Hal ini merupakan kelanjutan dari ketertarikannya terhadap peristiwa misterius yang telah menarik perhatiannya sejak masa sekolahnya. Sebuah peristiwa dimana cahaya lemah akan tampak dalam kegelapan, yang pada saat itu, bersama dengan teman-teman sekolahnya, terjadi saat kristal fluor dipanaskan. Pemanasan ini menyebabkan kristal fluor berpendar, yaitu munculnya cahaya lemah yang kelihatan jelas dalam gelap. Bersama astronom W. Wolf, Von Lenard sekarang mempelajari peristiwa pemendaran seperti itu, yaitu melakukan studi tentang pendaran asam phyrogallic apabila dicampurkan dengan alkali dan bisulphite untuk pengembangan fotografi. Dari hasil penelitian tersebut, Lenard menemukan bahwa pendaran cahaya seperti itu bergantung pada oksidasi asam pyrogallic. Pada saat ini pula, Lenard juga melakukan penelitian tentang kemagnetan pada bismut dan, dengan berkolaborasi dengan V. Klatt, yang merupakan guru fisika pertamanya di kampungnya, dia meneliti apa yang disebut sebagai zat yang dapat berpendar sendiri, misalnya sulfida kalsium di Modern College Pressburg. Topik ini merupakan topik yang telah menjadi kajian V. Klatt selama bertahun-tahun. Keduanya kemudian menemukan bahwa sulfida kalsium, setelah proses iluminasi sebelumnya, menghasilkan cahaya yang tampak dalam kegelapan, tetapi hal tersebut hanya dapat terjadi jika kalsium sulfida itu mengandung sedikit logam berat, semacam baja dan bismut, yang membentuk kristal. Warna, intensitas, dan durasi pendarannya bergantung pada keberadaan logam berat tersebut; jika kalsium sulfida tersebut cukup murni, maka peristiwa pendaran cahaya tidak terjadi. Pekerjaannya bersama Klatt ini merupakan awal mula dari sebuah bidang kajian yang ditekuni oleh Lenard selama 18 tahun ke depan.

Pada tahun 1888, ketika Von Lenard bekerja di Heidelberg di bawah bimbingan Quincke. Lenard telah melakukan pekerjaan pertamanya yang berkaitan dengan sinar-sinar katode. Lenard mengkaji pandangan yang diajukan oleh Hertz bahwa sinar-sinar katode analog dengan sinar ultraviolet. Lenard kemudian melakukan eksperimen untuk melihat apakah sinar katode ini dapat melewati sebuah jendela quartz pada dinding sebuah tabung lucutan, seperti yang terjadi pada sinar ultraviolet. Lenard melihat bahwa sinar-sinar katode ini ternyata tidak bisa melewati jendela quartz itu; tetapi, pada tahun 1892, ketika Lenard sedang bekerja sebagai asisten dari Hertz di University of Bonn, Hertz tiba-tiba memanggilnya untuk melihat apa yang ditemukannya yaitu sebuah peristiwa dimana kaca uranium yang ditutupi dengan lapisan aluminium dan kemudian ditempatkan di dalam sebuah tabung lucutan menjadi berpendar di bawah lapisan aluminium tersebut saat sinar katode mengenainya. Hertz kemudian menjelaskan bahwa sinar tersebut dapat dipisahkan, dengan menggunakan sebuah pelat aluminium tipis, menjadi dua bagian. Satu bagian sinar merupakan sinar katode yang dihasilkan dengan cara yang biasa dan bagian satunya lagi merupakan sinar yang dapat diobservasi dalam keadaan murni. Hal ini belum pernah dilakukan sebelumnya. Hertz terlalu sibuk untuk dapat merealisasikan idenya tersebut dan memberi izin kepada Lenard untuk melakukannya. Dari situlah Lenard membuat sebuah temuan luar biasa yang disebut “jendela Lenard”.

Setelah sejumlah eksperimen dengan menggunakan aluminium foil dengan berbagai ketebalan yang bervariasi dapat diterbitkan, pada tahun 1894, temuan besarnya bahwa pelat quartz yang pada saat itu telah digunakan untuk menutupi tabung lucutan, ternyata dapat digantikan dengan sebuah pelat aluminium dengan ketebalan tertentu, yakni dengan ketebalan yang sedemikian rupa sehingga tabung dapat mempertahankan keadaan vakumnya di bagian dalam, tetapi harus cukup tipis agar sinar katode dapat melaluinya. Temuan ini membuka kemungkinan untuk mempelajari sinar katode, serta fenomena fluoresens yang ditimbulkannya di luar tabung lucutan. Dari hasil eksperimen tersebut Lenard dapat menyimpulkan bahwa sinar katode dapat dirambatkan melalui udara tetapi hanya dapat melintasi jarak berorde desimeter dan sinar ini dapat merambat dalam vakum melintasi jarak sampai beberapa meter tanpa mengalami pelemahan. Meskipun pada awalnya Lenard sepakat dengan Hertz bahwa sinar katode merambat dalam medium berupa eter, Lenard kemudian menolak pandangan ini berdasarkan hasil kerja Jean Perrin pada tahun 1895, J. J. Thompson pada tahun 1897, dan W. Wien pada tahun 1897, yang membuktikan tentang sifat partikel (korpuskular) sinar-sinar katode.

Lenard kemudian mengembangkan pekerjaan Hertz tentang efek fotolistrik. Dengan menggunakan tabung vakum, Lenard kemudian menganalisis sifat-sifat dari gejala fotolistrik ini, dan menunjukkan bahwa pada saat sinar ultraviolet jatuh pada sebuah logam, maka sinar ini akan menyebabkan pelepasan elektron logam. Elektron logam yang terlepas ini kemudian merambat dalam vakum, dan dapat dipercepat atau diperlambat oleh sebuah medan listrik, atau lintasannya dapat dilengkungkan dengan menggunakan sebuah medan magnetik. Dengan pengukuran yang tepat, Von Lenard menunjukkan bahwa jumlah elektron yang dilepaskan sebanding dengan energi yang dibawa oleh cahaya datang, sementara kelajuan elektron tersebut, atau energi kinetiknya, kelihatannya tidak bergantung pada jumlah energi cahaya datang dan hanya berubah terhadap perubahan panjang gelombang serta elektron-elektron tersebut akan menghilang jika panjang gelombangnya semakin bertambah.

Hasil eksperimen ini bertentangan dengan teori pada saat itu dan tidak dapat dijelaskan hingga tahun 1905, yaitu tahun dimana Einstein menghasilkan hukum kuantitatifnya dan mengembangkan teori kuanta cahaya atau foton, yang kemudian diverifikasi lebih jauh oleh Millikan. Namun demikian, Lenard tidak pernah dapat memaafkan Einstein atas penemuan dan pencantuman nama Einstein sendiri pada hukum tersebut.

Dalam upaya pengkajian yang lebih mendalam terhadap hasil pekerjaannya, Lenard, untuk tujuan mempercepat laju elektron dan melakukan pengukuran energinya, telah menemukan alat yang disebut sel fotolistrik yang merupakan model pertama dari lampu berelektrode 3 yang sangat penting dewasa ini dalam teknik radio listrik. Satu-satunya perbedaan antara kedua jenis sel ini adalah bahwa pada sel fotolistrik Lenard, elektron dilepaskan dari katode oleh cahaya, sementara pada lampu berelektrode 3 katode merupakan sebuah filamen putih panas yang akan mengirimkan arus ke dalam ruang vakum dengan intensitas yang lebih tinggi.

Pada tahun 1902 Von Lenard menunjukkan bahwa sebuah elektron harus mendapatkan sebuah energi minimum tertentu untuk dapat terionisasi pada saat melewati sebuah gas.

Pada tahun 1903, Lenard memublikasikan konsepnya tentang atom. Menurut Lenard, atom merupakan sebuah kumpulan dari apa yang disebutnya sebagai “dinamida”, yang sangat kecil dan memiliki jarak pisah yang sangat jauh satu sama lain; memiliki massa dan dapat dibayangkan sebagai dipol listrik yang dihubungkan oleh dua buah muatan yang sama tetapi berlawanan tanda dan jumlahnya sama dengan massa atomik. Bagian padat dalam atom, menurut Lenard, sekitar satu per satu miliar dari keseluruhan atom. Konsepsi atom Lenard ini banyak memberikan kontribusi pada teori elektron Lorentz.

Pada tahun-tahun selanjutnya, Lenard mempelajari sifat alamiah dan asal-usul garis-garis spektrum. Dengan mengembangkan hasil kerja Rydberg, Kayser, dan Runge, yang telah menunjukkan bahwa garis-garis spektrum sebuah logam dapat disusun menjadi dua atau lebih deret yang berbeda-beda dan bahwa terdapat sebuah hubungan matematis antara panjang gelombang dari deret-deret tersebut, Lenard dapat memperlihatkan bahwa untuk setiap deret, terjadi modifikasi tertentu pada atom-atom dan modifikasi atom-atom ini menentukan deret dan dibedakan satu sama lain oleh jumlah elektron yang hilang.

Lenard adalah seorang eksperimentalis yang genius, tetapi agak meragukan sebagai seorang fisikawan teoritis. Sejumlah hasil temuannya merupakan temuan-temuan yang luar biasa, beberapa di antaranya merupakan temuan yang penting, tetapi Von Lenard mengklaim temuan-temuan ini melebihi dari nilai yang sesungguhnya. Meskipun Lenard telah menerima banyak penghargaan, dia merasa bahwa dirinya sebenarnya adalah orang yang diabaikan. Barangkali itulah sebabnya mengapa dia banyak menyerang fisikawan-fisikawan lain dari sejumlah negara. Lenard menjadi seorang anggota kepercayaan partai sosialis nasional Hitler dan menunjukkan kesetiaannya pada partai tersebut secara terang-terangan. Partai tersebut kemudian merespons loyalitas Lenard dengan mengangkatnya sebagai ketua fisikawan bangsa Arya atau fisikawan Jerman. Di antara sejumlah publikasinya terdapat beberapa buku yang ditulisnya dalam bahasa Jerman: Ueber Aether und Materie  [Tentang Eter dan Zat] (edisi kedua 1911), Quantitatives ├╝ber Kathodenstrahlen [Analisis Kuantitatif Sinar Katoda] (1918), Ueber das Relativit├Ątsprinzip [Tentang Prinsip-prinsip Relativitas] (1918) dan Grosse Naturforscher (second edition 1930).

Von Lenard, yang menikah dengan Katharina Schlehner, meninggal dunia pada tanggal 20 Mei 1947, di Messelhausen.


Sumber :
Nobel Lectures, Physics 1901-1921, Elsevier Publishing Company, Amsterdam, 1967

Otobiografi ini ditulis pertama kali ketika akan dilaksanakan penganugerahan hadiah nobel tahun 1905 kepada Von Lenard dan dipublikasikan pertama kali dalam buku seri Les Prix Nobel. Otobiografi ini kemudian diedit dan diterbitkan ulang dalam Nobel Lectures.

0 komentar :

Posting Komentar